Выбор ограничителей перенапряжений

       Ограничители перенапряжений предназначены для защиты изоляции электрооборудования переменного тока частотой 50 Гц электрических сетей напряжением от 0,5 до 500 кВ от атмосферных и коммутационных перенапряжений [13].

       Выбор ОПН на стороне НН производился из [16].

Таблица 7.25. Выбор ОПН на стороне НН

Характеристика		ОПН
		ОПН-РВ 10/12,6
Класс напряжения сети, кВ		10
Наиб. длит. допуст. раб. напряжение, кВ		12,6
Ном. разрядный ток, кА		5
Остающее напряжение, кВ, не более
при коммутационном импульсе тока
125 А	30/60 мкс	32,7
250 А	30/60 мкс	33,8
500 А	30/60 мкс	35,2
при грозовом импульсе тока
2500 А	8/20 мкс	40,2
5000 А	8/20 мкс	43,0
10000 А	8/20 мкс	47,3
при крутом импульсе тока
10000 А	1/10 мкс	54,4
Макс. амплитуда импульса тока, кА		65
Пропускная способность, А		250
Удельная энергия, кДж/кВ		3,4
Ток утечки, мА		0,3
Длина пути утечки, мм		78,2

 

       Выбор ОПН на стороне СН производился из [16]. Выбор ОПН на стороне ВН производился из [17].

Таблица 7.26. Выбор ОПН на стороне СН и ВН

Характеристика		ОПН
		ОПН РК 35/42	ОПНп 220/550/152
Класс напряжения сети, кВ		35	220
Наиб. длит. допуст. раб. напряжение, кВ		42	152
Ном. разрядный ток, кА		10	10
Остающее напряжение, кВ, не более
при коммутационном импульсе тока
250 А	30/60 мкс	95,8	362
500 А	30/60 мкс	98,3	378
1000 А	30/60 мкс	103,4	401
при грозовом импульсе тока
5000 А	8/20 мкс	116,4	449
10000 А	8/20 мкс	126	486
20000 А	8/20 мкс	142,4	548
при крутом импульсе тока
10000 А	1/10 мкс	144,9	499
Макс. амплитуда импульса тока, кА		100	550
Пропускная способность, А		760	492
Удельная энергия, кДж/кВ		3,9	5,18
Ток утечки, мА		1,0	0,9
Длина пути утечки, мм		1250	-

 

Выбор релейной защиты и автоматики

 

Выбор релейной защиты ПС

Защита силовых трансформаторов

1. Газовая защита. От витковых замыканий и других повреждений внутри кожуха трансформатора, связанных с выделением газа и понижением уровня масла.

2. Дифференциальная токовая защита. От многофазных КЗ в обмотках трансформатора и на его выводах.

3. Максимальная токовая защита. От внешних токов симметричных и несимметричных КЗ.

4. Максимальная токовая защита с одним реле в одной фазе. От перегрузок.

Защита шин 220 кВ

1. Поперечная направленная дифференциальная защита. От междуфазных замыканий.

2. Защита нулевой последовательности. От токов однофазных и многофазных КЗ.

Защита шин 35 кВ и 10 кВ

1. Максимальная токовая защита. От междуфазных замыканий.

2. Балансная защита. От двойных замыканий на землю и двухфазных замыканий на землю в одной точке.

3. Защита нулевой последовательности. От замыканий на землю.

Защита кабельных линий 10 кВ и 35 кВ

1. Продольная дифференциальная защита. От многофазных замыканий.

2. Токовая защита нулевой последовательности. От однофазных замыканий с действием на сигнал.

 

Выбор автоматики ПС

       Автоматизации подстанции предусматривает следующие оборудования:

1). Автоматическое включение резерва (АВР);

2). Автоматическое повторное включение (АПВ).

АВР

       Предназначение АВР в том, чтобы при аварийных ситуациях, когда по тем или иным причинам напряжение исчезает на одной секции (системе) сборных шин, опознать случившуюся аварию и без вмешательства обслуживающего персонала автоматически подать электроэнергию в сеть от резервного источника питания. Рассмотрим схему и принцип действия АВР выключателя (рис.8.2.1) [18].

       Пусковой орган УАВР содержит минимальные реле напряжения KV1, KV3 и максимальное реле напряжения KV2. Реле времени КТ создает выдержку времени. Промежуточным реле KLT обеспечивается однократность действия, имеющим при возврате выдержку времени. Выключатель Q4 включён в нормальном режиме, а выключатель QB1 отключён. На шинах и на вводах от Т1 к секции шин А1 имеется напряжение. Контакты минимальных реле напряжения KV1 и KV3 разомкнуты, а контакт максимального реле напряжения KV2 замкнут. Вспомогательные контакты Q4.1 и Q4.2 выключателя Q4 замкнуты, а вспомогательный контакт Q4.3 разомкнут. При этом реле KLT находится в возбуждённом состоянии и его контакты KLT.1 и KLT.2 замкнуты. Вспомогательный контакт QB1.1 выключателя QB1 замкнут; цепь электромагнита включения УАС2 подготовлена.  

 

Рис.8.1. Схема устройства АВР выключателей с электромагнитными приводами

 

       Устройство АВР действует следующим образом. При исчезновении напряжения на шинах подстанции срабатывают реле KV1 и KV3, их контакты в цепи реле времени КТ замыкаются. Если на вводах имеется напряжение, то реле KV2 находится в состоянии после срабатывания, его контакт замкнут. Реле времени КТ приходит в действие и по истечении времени замыкает контакт в цепи электромагнита отключения YAT1, выключатель Q4 отключается, при этом его вспомогательные контакты Q4.1 и Q4.2 размыкаются, а Q4.3 в цепи электромагнита включения YAC2 замыкается, производя включение выключателя QB1. Если включение происходит на повреждённые шины, то защита выключателя (на схеме не показана) с ускорением после действия УАВР отключает его. Повторного включения не последует, так как к этому времени реле KLT размыкает свои контакты KLT.1 и KLT.2.

АПВ на отходящих фидерах.

       Опыт показывает, что значительная часть отключений оборудования релейной защиты вызывается нарушением изоляции высокого напряжения, которые самоустраняются при снятии напряжения. На воздушных линиях, например, они возникают при перекрытии изоляции во время грозы, схлёстывании проводов при сильном ветре и т.п. После кратковременного отключения линии её изоляция обычно восстанавливается и при повторном включении линии действием АПВ она остаётся в работе.

       Рассмотрим схему и принцип работы двукратного АПВ линий, оборудованных выключателями с электромагнитными приводами, с использованием реле типа РПВ-258 (рис.8.2.2). Данное устройство применяется для линий с одно/двухсторонним питанием на подстанциях, функционирующих на оперативном постоянном токе. В схеме АПВ двукратного действия для осуществления первого цикла используют проскальзывающий контакт реле времени 1В, а второго поперечный контакт 1В. После срабатывания реле 1В замыкается его проскальзывающий контакт 1В и конденсатор 1С разряжается на параллельную обмотку реле 1П и обмотку вспомогательного реле 1У, вызывая их кратковременное срабатывание. При неуспешном АПВ в первом цикле защита вновь срабатывает, и на реле времени 1В подаётся напряжение. проскальзывающий контакт 1В замыкается, но реле 1П не срабатывает, т.к. конденсатор 1С не успевает разрядиться. При замыкании замыкающего контакта 1В, имеющего выдержку времени при замыкании, конденсатор 2С разряжается, срабатывают реле 1П и 2У и выключается выключатель так же, как и в первом цикле.

Рис.8.2. Схема устройства АПВ на выпрямленном оперативном токе

 

       Неуспешное действие устройств АПВ приводит к новому пуску реле РПВ-258, однако при замыкании замыкающих контактов 1В реле 1П не срабатывает, т.к. конденсаторы не успели зарядиться. Реле 4П и РПВ-258 остаются во включённом состоянии до отключения схемы ключом управления. Контакт 4П включён на “-“ для предупреждения заряда конденсатора 1С и неправильного третьего отключения выключателя при возврате реле времени в исходное состояние, происходящем после отключения схемы ключом управления.

       Для ограничения скорости заряда конденсаторов 1С и С2 предназначены, соответственно резисторы R2 и R3. Разряд конденсаторов 1С и 2С при наличии запрета АПВ происходит соответственно через резисторы R4 и R5.

 

Заключение

 

       В результате дипломного проектирования спроектирована районная гпп для электроснабжения потребителей электрической энергией напряжением 220/35/10 кВ.

       Подстанция питается от энергосистемы по ВЛ – 220 кВ. На подстанции устанавливаются два трансформатора одинаковой мощности типа ТДТН, с мощностью 25 МВА каждый.

       Главная схема электрических соединений подобрана так, чтобы максимально снизить вероятность отказов и перебоев в электроснабжении. При этом достигается необходимая и достаточная надежность работы СЭС на подстанции. Проектирование включает технико-экономические расчеты с целью подборки оптимальной системы электроснабжения.

       Качество электроэнергии на подстанции обеспечивается: устройствами автоматического регулирования напряжения (РПН), установленными в силовых трансформаторах, что позволяет без отключения трансформаторов изменить напряжение в заданных пределам.

       На подстанции установлены необходимые устройства релейной защиты и автоматики для бесперебойного и надежного снабжения электроэнергией ответственных потребителей.

       В силу сжатых сроков на проектирование, в данной работе не освещены следующие пункты: измерение и учет электроэнергии, выбор оперативного тока и источников питания, собственные нужды подстанции, РПН, выбор конструкции распределительных устройств, заземление и молниезащита подстанции.

       Проектирование производилось с учетом технических и экономических требований [1]. Выбор современного оборудования позволил повысить надёжность и актуальность объекта проектирования.

       Итогом проделанной работы стало приобретение навыков по проектированию электрической части электростанций и подстанций, также приобретение навыков рационального использования теоретических сведений и справочных материалов при решении вопросов проектирования как отдельных узлов электроустановки, так и подстанции в целом, получения навыков решения ряда задач, возникающих при проектировании электроустановок: выбора основного оборудования электрических станций и подстанций, разработки схем их первичных цепей, компоновке оборудования на территории распределительного устройства и т. д.

       Таким образом был осуществлён проект районной понизительной подстанции.

 

Список литературы:

1. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ. М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2009.

2. Правила устройства электроустановок. Минэнерго. М.: Главгосэнергонадзор, 2005.

3. ГОСТ 9680-77Е. Трансформаторы силовые мощностью 0,01 кВА и более. Ряд номинальных мощностей. М.: Государственный комитет стандартов совета министров СССР, 1977.

4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. 3-е изд. испр. и доп. М.: Энергоиздат, 1987.

5. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов/под ред. В.М. Блока. 2-е изд. испр. и доп. М.: Высшая школа, 1990.

6. Кокин С.Е., Дмитриев С.А., Хальясмаа А.И. Схемы электрических соединений подстанций: учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во урал. Ун-та, 2015.

7. Методика оценки эффективности инвестиционных проектов в электроэнергетике: Метод. указ. к дипломному и курсовому проектированию/сост. Гусева Н.В., Куликов В.Д., Новичков С.В.. Саратов: СГТУ, 2004.

8. Неклепаев Б. И. Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учебное пособие/4-е изд. испр. и доп.. М.: Энергоатомиздат, 1989.

9. Каталог ЗАО «Энергомаш», 2011.

10. Каталог АО «НПП Контакт», 2006.

11. Каталог ООО «АВМ Ампер», 2010.

12. Каталог ЗАО «Завод электротехнического оборудования», 2009.

13. Коломиец Н.В, Пономарчук Н.Р., Шестакова В.В. Электрическая часть электростанций и подстанций: учебное пособие. Томск. Изд-во Томск. политех. ун-та, 2007.

14. Каталог ОАО «Электрощит», 2016.

15. Каталог ООО «КАЭЗ», 2015.

16. Каталог ЗАО «ГК «Таврида Электрик», 2016.

17. Каталог НПО ЗАО «Полимер-Аппарат», 2013.

18. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.: Высшая школа, 1991.

19. Каталог ООО «Бэстэр комплект», 2016.

20. Каталог ООО «Альфа-Инвест», 2016.